Форма и ширина диаграммы направленности антенны (ДНА) по точкам половинной мощности (Q0,5 ГОР, Q0,5 ВЕР).

В РЛС используют иглообразные и плоские ДНА. Ширина иглообразных ДНА в горизонтальной и вертикальной плоскостях примерно одинакова и составляет единицы (2..3)градуса и в редких случаях доли градуса. Ширина плоских ДНА в горизонтальной плоскости такая же, т.е. 2-3 градуса, а в вертикальной плоскости составляет от 20 до 60 градусов.

Ширина ДНА зависит от величины раскрыва антенны (размера апертуры в соответствующей плоскости). Так, например, для зеркальной антенны в виде усеченного параболоида ширина луча по точкам половинного значения мощности (в градусах)

где d_a – максимальный линейный размер зеркала в плоскости луча.

9.Коэффициент направленного действия антенны (G_н) или коэффициент усиления (G)

где – коэффициент полезного действия антенны.

Коэффициент усиления характеризует степень концентрации энергии в луче и составляет в плоских ДНА 500..2000, а в иглообразных 2000..10000.

Перечень технических характеристик РЛС может быть расширен и конкретизирован применительно к конкретному техническому устройству, входящему в состав РЛС. Например: технические характеристики устройства генерирования и формирования сигналов, технические характеристики устройства приёма и обработки сигналов и т.д. К техническим характеристикам радиолокационных средств можно также отнести методы обзора, измерения координат и параметров движения целей, вид и параметры устройств отображения и съема информации, параметры, определяющие защищенность средства от различного вида помех, массогабаритные характеристики средства, потребляемая энергия от источников питания и др.

ТРЕТИЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС: Взаимосвязь между техническими и тактическими параметрами.

Так как технические параметры РЛС формируются в процессе её разработки на заводе изготовителе, исходя из ТТЗ, в котором заданы требуемые тактические параметры, то, естественно, что тактические и технические параметры одного средства находятся в теснейшей взаимосвязи и взаимной зависимости друг от друга.

Подробно эта взаимосвязь будет рассмотрена в рамках курсового проекта по дисциплине УГиФС и УПиОС, где курсант будет выступать в качестве завода изготовителя, а преподаватель – в качестве НИИ, формирующего ТТЗ на разработку.

Задача исполнителя на основе полученных (заданных) тактических параметров РЛС (а именно: максимальной дальности обнаружения заданной цели в заданной помеховой обстановке с заданным качеством, разрешающей способности РЛС, точности измерения ею координат цели, дистанция упреждения для станций РТР и головок самонаведения ПКР и ПРР и др.) разработать функциональную схему такой РЛС, которая бы удовлетворяла заданным требованиям и обосновать её технические параметры (а именно: несущую частоту, вид генератора СВЧ, количество каналов и каскадов УГиФС, чувствительность УПиОС, среднюю и импульсную мощность передатчика, размеры антенного устройства и ряд других).

Центральное место при этих расчётах среди всех других соотношений занимает основное уравнение радиолокации, которое мы будем рассматривать несколько позднее в рамках дисциплины ОРЛ.

Основное уравнение радиолокации показывает взаимосвязь важнейшего тактического параметра «максимальная дальность обнаружения цели» от ряда технических параметров РЛС и от условий обнаружения, в частности от помеховой обстановки. Не вдаваясь на данном этапе обучения детально в суть основного уравнения радиолокации, следует сказать, что максимальная дальность обнаружения прямо пропорциональнасредней мощности передатчика, длине волны РЛС, коэффициенту усиления антенны, ЭОП цели, базе сигнала (коэффициенту сжатия сложных сигналов при обработке) и обратно пропорциональна чувствительности приёмного устройства, спектральной плотности мощности внутренних шумов приёмника, спектральной плотности мощности преднамеренных и непреднамеренных помех на входе приёмника, энергетическим потерям зондирующего сигнала при излучении, распространении в среде, приёме и обработке.

Необходимо также отметить, что так как параметры РЛС (как тактические, так и технические) находятся в тесной взаимосвязи, то и основное уравнение радиолокации может быть записано в различной транскрипции, каждая из которых подчёркивает (наглядно показывает) ту или иную взаимосвязь.

Некоторые технические параметры также взаимосвязаны. Так, например, связь коэффициента усиления антенны и ее эффективной площади определяется выражением (для режима излучения – аналогично):

где: -эффективная площадь антенны РЛС при приеме (излучении), м²;

а связь коэффициента усиления антенны и размеров ДНА определяется выражением:

где: - ширина ДНА на прием (излучение) в горизонтальном и вертикальном направлении соответственно, рад;

Длительность импульса находится в непосредственной зависимости от сложности сигнала и определяется выражением:

где коэффициент сжатия характеризует сложность сигнала, а ширину спектра сигнала можно считать равным (при условии оптимальности приёма, т.е. согласовании полосы пропускания приемника со спектром сигнала) полосе пропускания приёмника .

Важный тактический параметр «время обзора» ,который соответствует времени просмотра всех элементов разрешения в зоне обзора РЛС, определяется для РЛС с последовательным обзором по трем координатам следующим выражением:

,

где: - время облучения цели (длительность пачки).

, - количество элементов разрешения в зоне обзора РЛС по курсовому углу и по углу места соответственно;

- сектора обзора РЛС по курсовому углу и углу места соответственно;

Тактические параметры разрешения связаны с техническими параметрами размера антенны, ширины спектра сигнала следующими соотношениями:

- параметр разрешения по дальности:

;

где: - эффективная ширина спектра сигнала, Гц;

- параметр разрешения по курсовому углу и углу места:

;

где: - рабочая длинна волны, м;

-горизонтальный и вертикальный размеры апертуры антенны при приеме, м.

- параметр разрешения по радиальной скорости:

,

Тактические параметры ошибок измерения дальности, курсового угла, угла места и радиальной скорости связаны с тактическими параметрами разрешения следующими соотношениями:

; ;

;

где: g - коэффициент ухудшения точности (зависит от реализации конкретного измерителя), при первичных оценках можно считать его равным 1.

- суммарное отношение сигнал / помеха (ОСП), т.е. отношение суммарной энергии принятых полезных сигналов с учетом потерь к суммарной спектральной плотности мощности внутренних шумов приемника и внешних помех, приведенных к одной и той же части приемника – к его входу (может быть выражено из основного уравнения радиолокации).

где: - ОСП для одного принятого импульса;

- количество проинтегрированных импульсов (импульсов в пачке);

- суммарный коэффициент потерь в величине ОСП, обусловленный как ослаблениями, так и искажениями сигналов в устройствах РЛС и в среде распространения